更換動力電池內(nèi)部組件演示文稿

更換動力電池內(nèi)部組件演示文稿當(dāng)前1頁，總共35頁。【任務(wù)描述】4S店技術(shù)主管在經(jīng)過各項檢測之后，判斷張先生的EV200汽車是動力電池故障，確定需要對動力電池進(jìn)行解體，此時需要你作為維修人員協(xié)助技術(shù)主管按照規(guī)范程序，從車上拆卸動力電池，技術(shù)主管完成維修后，需要你對動力電池進(jìn)行安裝，并確認(rèn)其工作狀態(tài)正常。當(dāng)前2頁，總共35頁。動力電池系統(tǒng)由四部分組成：1、動力電池箱2、電池模組3、電池管理系統(tǒng)BMS：高壓盒、從控盒、主控盒4、輔助元器件：主繼電器、預(yù)充繼電器及電阻、加熱繼電器與保險、電流傳感器與保險等組成。當(dāng)前3頁，總共35頁。讓我們先來了解4個重要參數(shù)的意義：1.動力電池系統(tǒng)的額定電壓動力電池系統(tǒng)的額定電壓=單體電芯額定電壓×單體電芯串聯(lián)數(shù)；2.動力電池系統(tǒng)的容量電池容量是電池性能的重要指標(biāo)之一，它表示電池存儲電量的大小，即電池放電電荷的總量為電池容量，單位Ah，影響到整車的續(xù)駛里程；動力電池系統(tǒng)的容量=單體電芯容量×單體電芯并聯(lián)數(shù)量；一、動力電池系統(tǒng)組成部件和功能當(dāng)前4頁，總共35頁。讓我們先來了解4個重要參數(shù)的意義：3.動力電池的總能量W=QU=UIt動力電池的總能量為電池對外做功所能輸出的電能，單位是Wh；動力電池系統(tǒng)總能量=動力電池系統(tǒng)的額定電壓×動力電池系統(tǒng)的容量；4.能量密度：單位質(zhì)量/體積的電芯儲存的能量，單位Wh/Kg、Wh/L一、動力電池系統(tǒng)組成部件和功能當(dāng)前5頁，總共35頁。11．磷酸鐵鋰動力電池（1）動力電池箱動力電池箱：支撐、固定、包圍電池系統(tǒng)的組件，主要包含上蓋和下托盤，還有輔助元器件，如過渡件，護(hù)板，螺栓等，動力電池箱有承載及保護(hù)動力電池組及電氣元件的作用。技術(shù)要求：電池箱體螺接在車身地板下方，其防護(hù)等級為IP67，螺栓擰緊力矩為80～100Nm。整車維護(hù)時需觀察電池箱體螺栓是否有松動，電池箱體是否有破損嚴(yán)重變形，密封法蘭是否完整，確保動力電池可以正常工作；外觀要求：電池箱體外表面顏色要求為銀灰或黑色，亞光；電池箱體表面不得有劃痕、尖角、毛刺、焊縫及殘余油跡等外觀缺陷，焊接處必須打磨圓滑當(dāng)前6頁，總共35頁。動力電池系統(tǒng)的外觀當(dāng)前7頁，總共35頁。備注：動力電池系統(tǒng)銘牌包括動力電池型號、生產(chǎn)日期、電池材料、額定電壓、額定能量、重量等信息。當(dāng)前8頁，總共35頁。（2）動力電池模組：電池單體：構(gòu)成動力電池模塊的最小單元，也稱為單體電芯。磷酸鐵鋰單體電芯額定電壓一般為3.2v。例：1P100S100

塊電池單體串聯(lián)，共分為9個模組。例：3P91S表示：3

個單體并聯(lián)組成一個模塊，再由91個模塊組成若干個模組串聯(lián)成動力電池總成。動力電池模塊：一組并聯(lián)的電池單體的組合。動力電池模組：由多個電池模塊或電池單體串聯(lián)或并聯(lián)組成的一個組合體，從而形成能輸出高壓，大電流的供電源。當(dāng)前9頁，總共35頁。例如：特斯拉Roadster純電動汽車的電池組由6831節(jié)18650型鋰離子電池組成，其中每69節(jié)并聯(lián)為一組，再將9組串聯(lián)為一層，最后串聯(lián)堆疊11層構(gòu)成。當(dāng)前10頁，總共35頁。（3）輔助元器件：主要包括動力電池系統(tǒng)內(nèi)部的電子電器元件，如熔斷器，繼電器，分流器，接插件，緊急開關(guān)，煙霧傳感器等，維修開關(guān)以及電子電器元件以外的輔助元器件，如密封條，絕緣材料等。當(dāng)前11頁，總共35頁。1）主繼電器主繼電器主要包含主正繼電器和主負(fù)繼電器，主正繼電器如圖3-19所示，在普萊德電池中，主正繼電器由BMS控制，主負(fù)繼電器由VCU控制。它的作用是控制回路的通斷。當(dāng)前12頁，總共35頁。2）預(yù)充繼電器與電阻“預(yù)充流程”在充、放電初期閉合預(yù)充繼電器進(jìn)行預(yù)充電，預(yù)充完成后斷開預(yù)充繼電器：BMS控制預(yù)充繼電器閉合或斷開。充電模式給各單體電芯進(jìn)行預(yù)充電，確定單體電芯無短路后閉合總正極繼電器。放電模式低電壓、小電流給各控制器電容充電。電容兩端電壓接近電池總電壓時，閉合總正繼電器。當(dāng)前13頁，總共35頁。3）加熱繼電器與保險充電過程當(dāng)電芯溫度低于設(shè)定值，BMS控制加熱繼電器閉合通過保險接通加熱膜電路當(dāng)前14頁，總共35頁。當(dāng)前15頁，總共35頁?！舫潆娂訜?/p>

（僅適用于有加熱功能的動力電池）慢充時低于0℃的溫度點，啟動加熱模式：閉合加熱片，待所有電芯溫度點高于5℃，停止加熱，啟動充電程序，過程中出現(xiàn)加熱片溫度差高于20℃，則間歇停止加熱，待加熱片溫度差低于15℃，則重啟加熱片。●加熱過程中，正常情況下充電樁電流顯示為4A—6A?！癯潆娺^程中充電樁電流顯示為12A—13A?！袢绻麊误w壓差大于300mV,則停止充電，報充電故障?！窨斐鋾r低于等于5℃的溫度點，啟動加熱模式：電芯溫度數(shù)據(jù)與慢充相同；如果充電過程中最低溫度低于等于5度，則停止充電模式，也不重新啟動加熱模式。當(dāng)前16頁，總共35頁。充電加熱與保溫◆保溫策略1.充電保溫只發(fā)生在車載充電完成后；2.充電完成后，電池溫度≤5℃時進(jìn)入保溫模式，若電池溫度＞5℃，電池進(jìn)入靜置狀態(tài)；3.保溫策略以保溫2小時為唯一截止條件；4.保溫過程中：電池溫度上升至≥8℃時，電池進(jìn)入靜置狀態(tài)；5.保溫過程中，如果電池溫差超過20℃，電池進(jìn)入靜置狀態(tài)直至溫差低于10℃再次啟動加熱。備注：僅適用于有加熱功能的動力電池當(dāng)前17頁，總共35頁。（4）電流傳感器與保險“電流傳感器”監(jiān)測充、放電電流的大小，保險防止能量回收過壓過流或放電過流：1.保險規(guī)格250A電壓500V當(dāng)前18頁，總共35頁。（4）電流傳感器與保險2.電流傳感器類型為無感分流器，在電阻的兩端形成毫伏級的電壓信號，作為監(jiān)測總電流（型號300A75mv）要測量一個很大的直流電流，例如幾十安培，甚至更大，幾百安培，沒有那么大量程的電流表進(jìn)行電流的測量，怎么辦？這就要采用分流器。就是一根短的導(dǎo)體，可以是各種金屬或合金的，其直流電阻是嚴(yán)格調(diào)好的；串接在直流電路里，直流電流過分流器，分流器兩端產(chǎn)生毫伏級直流電壓信號，使并接在該分流器兩端的計量表指針擺動，該讀數(shù)就是該路里的電流值。所謂分流，即分一小的電流去推動表指示，該小電流（mA)與大回路里的電流(1A-幾十A）比例越小，電流表指示讀數(shù)的線越好，也更精確。這是電工電路的常用產(chǎn)品，防雷有分流措施。當(dāng)前19頁，總共35頁。（4）電流傳感器與保險SK動力電池的電流傳感器與普萊德電池的作用相同，采用了霍爾式電流傳感器。按照安培定律原理做成，在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場，通過測量霍爾電勢的大小間接測量載流導(dǎo)體電流的大小，使電流的非接觸測量成為可能。當(dāng)前20頁，總共35頁。電流互感器電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的，電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變化轉(zhuǎn)換成數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。當(dāng)前21頁，總共35頁。2）電流傳感器方法優(yōu)點缺點適應(yīng)范圍電阻分流器檢測技術(shù)高精度，響應(yīng)速度快，成本低測量電路與被測電流沒有電隔離低頻率小幅值電流測量電流互感器能將較大的電流轉(zhuǎn)變成較小的電流測量不能測量直流電流可測大交流電流40-20KHz霍爾電流傳感器可測直流和交流、頻率高達(dá)100KHz、較高的精度和很好的隔離響應(yīng)速度不夠快，小電流精度低一些直流和交流DC-100KHz磁通門電流傳感器分辨率高、測量弱磁場范圍寬、可靠、能夠直接測量磁場的分量不能測量交流電流直流羅氏線圈范圍寬、精度高、絕緣性能好和無磁飽和現(xiàn)象只能測量交流電流可對大交流電流測量巨磁阻電流傳感器抗干擾性強、靈敏度高、高速響應(yīng)、溫度溫度性好所測電流不能太大直流和交流光纖電流傳感器容易安裝、無電磁噪音干擾、計測范圍廣、可實現(xiàn)長距離信號傳輸較傳統(tǒng)技術(shù)價格較高直流和交流當(dāng)前22頁，總共35頁。5）高低壓插接件如圖3-26所示，為動力電池的高低壓插接件的端子定義，動力電池系統(tǒng)通過使用可靠地高壓插接件“總正”“總負(fù)”與高壓控制盒相連，低壓接插件連接“CAN”總線與VCU或車載充電機(jī)之間進(jìn)行通訊。當(dāng)前23頁，總共35頁。6）高低壓線束如圖3-27所示所示橙色波紋管為高壓動力線束；黑色波紋管為低壓線束。當(dāng)前24頁，總共35頁。（4）BMS的功能：電池保護(hù)和管理的核心部件，提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。1）通過電壓、電流傳感器采集動力電池組的串聯(lián)模塊電壓、總電壓和總電流，控制動力電池組的充放電，監(jiān)控電池的狀態(tài)，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命；——控制及監(jiān)測當(dāng)前25頁，總共35頁。（4）BMS的功能：?2）作為電池和整車控制器以及駕駛者溝通的橋梁，并向整車控制器VCU上報動力電池系統(tǒng)的基本參數(shù)、剩余電量及故障信息；?3）具有高壓回路絕緣檢測功能，檢測電池組與箱體、車體等之間的絕緣狀況；?4）通過對溫度檢測實現(xiàn)對動力電池過高溫和過低溫保護(hù)，具有控制動力電池的加熱功能；——CAN通信——高壓電安全管理——溫度采集當(dāng)前26頁，總共35頁。普萊德動力電池的BMS組成主要由：BMS的組成：按性質(zhì)可分為硬件和軟件，按功能分為數(shù)據(jù)采集單元和控制單元；BMS的硬件：高壓盒、從控盒、主控盒，還包括采集電壓線、電流、溫度等數(shù)據(jù)的電子器件；BMS的軟件：監(jiān)測電池的電壓、電流、SOC值、絕緣電阻值、溫度值，通過與VCU、充電機(jī)的通訊，來控制動力電池系統(tǒng)的充放電。在普萊德電池中，BMS由高壓盒、從控盒和主控盒組成。當(dāng)前27頁，總共35頁。高壓盒高壓盒“監(jiān)控”動力電池的總電壓、總電流、絕緣性能。①監(jiān)控動力電池的總電壓（主繼電器內(nèi)外4個監(jiān)測點，內(nèi)部320V，外部0v——檢測）②檢測充放電電流③高壓系統(tǒng)絕緣性能④監(jiān)控高壓連接情況⑤將以上項目監(jiān)控到的數(shù)據(jù)反饋給主控盒當(dāng)前28頁，總共35頁。從控盒電池低壓管理系統(tǒng)是“監(jiān)控”動力電池的單體電壓、電池組的溫度，主要功能如下：①監(jiān)控每個單體電壓反饋給主控盒②監(jiān)控每個電池組的溫度反饋給主控盒③電量（SOC）值監(jiān)測④將以上項目監(jiān)控到的數(shù)據(jù)反饋給主控盒當(dāng)前29頁，總共35頁。主控盒主控盒是一個連接外部通訊和內(nèi)部通訊的平臺，主要功能如下：①接收從控盒反饋的實時溫度和單體電壓（并計算最大值和最小值）②接收高壓盒反饋的總電壓和電流情況③與整車控制器vcu的通訊④控制主正繼電器⑤控制電池加熱⑥控制充/放電電流當(dāng)前30頁，總共35頁。2．三元鋰動力電池1.動力電池箱體SK的動力電池箱體與普萊德電池箱體在防護(hù)等級IP67、安裝方式和擰緊力矩一致，但在制作材料上有區(qū)別，SK電池箱體的上蓋板為SMC復(fù)合材料是優(yōu)良的絕緣材料，而下蓋板為了增加硬度和耐磨性材料為鈑金。當(dāng)前31頁，總共35頁。3.輔助元器件1）繼電器集成器（PRA））與普萊德電池相比，SK動力電池的繼電器集成器（PRA）如圖所示，它是將主正繼電器、主負(fù)繼電器、預(yù)充繼電器和預(yù)充電阻進(jìn)行了集成，其各個功能與之前所述相同。當(dāng)前32頁，總共35頁。3）維修開關(guān)和熔斷器保護(hù)電源，在出現(xiàn)緊急情況、進(jìn)行高壓系統(tǒng)維修保養(yǎng)或進(jìn)行電池維護(hù)安裝時，能夠及時斷開手動維修開關(guān)，將電池包的電流斷開，有效避免因為維修人員操作不當(dāng)而引發(fā)的電擊情況，保護(hù)維修人員安全。內(nèi)部裝有250A。當(dāng)前33頁，總共35頁。注意區(qū)別：與普萊德電池相比，SK電池的BMS采用了高壓盒、從控盒和主控盒集成的方式。它的主要功能：?與外部通訊（VCU、充電機(jī)、快充樁）?